基于时域气声伴随算法的直升机转子叶片形状优化分析

针对直升机噪声问题,基于空气动力学原理和全耦合气动声学分析公式,构建直升机转子叶片灵敏度分析模型,采用ANSYS CFX数值模拟方法与FW-H声学模块耦合的混合气动声学方法,将直升机转子噪声信号传播给远场观测者。利用时域气声伴随算法实现模型求解,选取四叶NACA0012型直升机旋翼在前飞工况的噪声进行实证研究,结果表明模型能有效地预测四叶NACA0012旋翼在前飞时的噪声。在验证成功的基础上,采用伴随公式对旋翼噪声信号进行优化,最后得到时域气声伴随算法的直升机转子叶片形状优化分析的结果。

基于伴随算法的客车造型风阻优化研究

采用伴随优化算法对某中型客车进行造型风阻的优化设计,快速识别影响气动阻力的关键造型特征,并提出有效的优化方案,使整车造型风阻降低20.2%。

基于伴随算法的翼型优化设计

本文采用伴随算法和CFD方法对NACA0012翼型进行了以提高升阻比为目的的优化设计,并通过多个计算工况来验证伴随算法的适应性。计算结果表明,不同攻角下,伴随算法均可有效提升翼型的升阻比,但其优化效率会随着攻角的增加而降低,相比于原始翼型,升阻比最大增加了32.55%,证明了本文方法的可行性和有效性。通过翼型表面压力系数分布可知,伴随算法主要通过增大翼型下表面压力,减小翼型上表面压力来提升翼型升力,算法简单易行,计算过程稳定可靠。

宽包线吸气式高超声速飞行器外形优化研究

针对吸气式宽包线高超声速飞行器的气动优化问题,基于任务要求建立了基于多点权重分配的气动外形优化模型,并采用“CFD+准一维流”方法开展了气动性能分析。为兼顾气动外形优化的效率与精度,通过改进现有的并行加点策略,发展了一套基于代理模型与梯度算法的分层优化框架,并采用函数算例对改进后的加点策略进行了验证。对吸气式高超声速飞行器的气动外形进行了分层优化,在满足各学科约束的情况下使飞行器在各个优化评估点处的气动性能均有所提升。

考虑后效性影响的梯级水库短期优化调度耦合模型研究

针对同一梯级中"以电定水"与"以水定电"运行模式并存的状况,本文从梯级总能量的角度出发,结合蓄能最大与发电量最大准则,构建了梯级水库短期优化调度耦合模型;为提高模型计算精度,考虑了水流滞时、尾水位变化后效性等影响因素,采用BP神经网络对下库入库流量、上库尾水位进行了精确计算,并提出了伴随POA算法对有后效性的梯级水库短期优化调度耦合模型进行求解。潘口、小漩梯级水库实例计算表明:所建的耦合模型能够很好地契合实际生产需求,有效提高梯级水电站的发电效益;与现有算法相比,伴随POA算法在计算时间、计算精度等方面具有一定的优势,能够满足生产实践的要求。

油藏模拟智能历史拟合技术研究及应用

历史拟合是油藏数值模拟中不可缺少的环节,其中调整参数种类众多、参数调整范围大。为了提高数值模拟研究效率,根据数值模拟的基本理论和最优化方法,针对油藏参数敏感性问题进行分析,提供了新的模型优化方法,实现了多参数最优化自动调参历史拟合技术。选取实际区块进行测试,测试中智能历史拟合过程采用降维优化算法后,与人工历史拟合结果具有高度一致性,验证了该算法是可靠的,计算结果是有效的。通过该算法的应用,油藏开发历史拟合的工作效率得到了大幅度地提高,新算法有益于数值模拟技术的推广应用。

耦合粒子图像测速误差的连续伴随数据同化技术

提出了一种耦合粒子图像测速(PIV)实验误差的连续伴随数据同化算法,通过优化目标损失函数,增强算法在不同误差场景下的鲁棒性。为了验证该算法的有效性,先对已知PIV流场植入合成误差进行同化对比测试,继而对PIV互相关算法不同参数设置所获得的流场进行同化研究。结果表明:相比于原连续伴随数据同化,耦合PIV实验误差的同化算法能够对实验观测数据去伪存真,抗误差干扰能力明显提升,鲁棒性更强,能够对高误差场景下的流动数据进行更好地同化,准确地预测流场的真实分布规律,还原流场细节。

数值模式延伸期可预报分量提取及预报技术研究

针对延伸期尺度的可预报分量,借鉴了CNOP相关算法,形成了在数值模式中提取可预报分量的实用方法和预报技术.从模式预报误差增长的角度将模式变量分为可预报分量和不可预报的混沌分量,将可预报分量定义为在预报时段内误差增长较慢的分量.基于现有的国家气候中心月动力延伸预报业务模式,建立了针对可预报分量的数值模式.同时结合历史资料有用信息,对数值模式的可预报分量,在历史资料的可预报分量中寻找相似场,降低了相似判断过程中变量的维数,进一步对可预报分量的预报误差进行订正.对混沌分量利用历史资料,通过集合预报方法得出其期望值和方差.数值试验结果表明,该方法能有效提高10～30天延伸期数值模式大气环流场的预报技巧,具有良好的业务应用前景.